稿件起源：2021年4月10日《中国煤炭报》03版
采煤“微”沉降 全靠“填”得好
bwin.com能源股份公司邢东矿建玉成国首个智能化矸石充填工作面，年处置煤矸石70万吨。
4月1日，位于河北晋城市区东北方向、占地20余亩的bwin.com能源股份公司邢东矿地面矸石充填站正严重施工。工人们驾驶挖掘机将土石回填至砌筑实现的容积2000 立方米“矸石仓”周围，洒水降尘、捣实加固、覆盖防尘网……
“抢工期保进度，5月底前竣工没问题。”掌管地面基建施工的河北春达构筑工程有限公司项目经理王奇辉得知，他们建设的是全国首个智能化矸石充填工作面地面配套工程，干起活来更致力了。
“左近晋城矿、东庞矿运来的煤矸石将全数贮存于‘矸石仓’，满足井下一天充填用量。”bwin.com能源股份公司副总工程师、邢东矿矿长吴红林说，加工后的矸石粒径节造在50毫米以下，顺着770余米大垂深投料管路送至井底，“地面和距离井底10公里的11233工作面集控人员都可对采煤、矸石转运、矸石充填一键启停”。
操作自动化，采煤更轻松
自动化运行之前，每班移架4次到5次，必要人为操作工作面的40多台液压支架的手把阀组，“可累人了”；自动化系统的利用，让影象截割、自动跟机拉架、运行数据实时监测变为现实
从井底乘坐20分钟平巷人行车，再换乘15分钟架空乘人装置，便达到11233工作面的表巷。一个形似拖挂房车的集控室映入眼帘，这是35岁的邢东矿综采区职工房晓亮目前重要的工作区域。
15天前，房晓亮还是一名通常的采煤机司机。
“是科技让我转型。”毕业于河北机电职业学院的房晓亮，从事采煤工作10余年，以前每天紧跟采煤机，膝行于狭幼的液压支架之间，监控采煤机往复运行。“如今，坐在集控中心电脑前，就能够远程操控、实时监测工作面的各类设备。”房晓亮说。
“叮叮”电话响起，调度室例行测试设备井上联动反映。随即，“设备运行，把稳安全”告警声音起。
屏幕中出现地面调度室职工康进东的画面。只见他轻点鼠标，11233 工作面百余台设备顺煤溜顺次自动启车，采煤机、运输机、转载机等综采设备相继联动运行。
房晓亮介绍，自动化运行之前，每班移架4次到5次，必要人为操作工作面的40多台液压支架的手把阀组“，可累人了”。
“自动化系统的利用，让影象截割、自动跟机拉架、运行数据实时监测变为现实。”房晓亮大醉于自动化采煤方式带来的变动。
“这得益于可180度旋转的云摄像头。”邢东矿综采区党支部书记贾金明全程参加设备的装置调试，对每台监控设备的脾性了如指掌。“前部每6台支架装置1个，重要获取采煤机运行地位和方向，捉拿采煤机作为、自动切换视频画面；后部每3台支架装置1个，用于监测矸石充填成效。”贾金明说。
据介绍，各设备转载点的摄像头有11个，整个视频监控自动化节造摄像头达到了34个，实现了360度全景影像。“屏幕上的这些数据、图像都是它们实时采集、传输回来的。”接到调度室井下；噶，贾金明指挥房晓亮按下终场按钮，所有设备顺次；，巷路内复原了肃静。
据相识，邢东矿 11233 工作面自动节造装置共分为7部门，别离为矸石充填自动化节造、采煤自动化节造、矸石充填率自动节造、乳液泵站自动供液、矸石运输自动化节造、原煤运输自动化节造和视频监控自动化节造。井上调度室设有自动化矸石充填分控中心，井下工作面设有集控中心，均可对工作面所有设备执行一键启停。
充填支架最大捣实压力为24兆帕
支架是定造的，每台支架后部都带有捣实煤矸石的机械装置，最大捣实压力为24兆帕，这个力度能轻松压扁一辆沉型汽车，保障捣实后的区域不产生地面沉降
“智能化矸石充填工作面的最大亮点是架后充填自动化。”邢东矿副矿长王宏奇说，系统满足了采煤、矸石充填平行作业的各项要求。
在 11233 工作面下巷，王宏奇手指每台40余吨沉的综采液压支架说：“bwin.com支架是定造的，每台支架后部都带有捣实煤矸石的机械装置，最大捣实压力为24兆帕。”
“这个力度能轻松压扁一辆沉型汽车。」鼐在一旁的技术科工程师吴俊说，“保障捣实后的区域不产生地面沉降。”
为了实现智能化充填，邢东矿执行了设备升级、刷新：建设基于井下 4G 及万兆环网为基础的智能化矿山系统，主控中心下设动力分控中心、皮带分控中心、矸石工作面分控中心、运输分控中心、地面矸石投料分控中心；将原来ZC5160/30/50型矸石充填支架升级为 ZC5160/29/48D型；将架后2根矸石捣实千斤顶改为1根，并增大千斤顶直径，设备故障率大幅降低；支架操作选取电液自动节造，将乳化液泵站由BRW200/31.5型提升为BRW400/37.5型；SGZ730/132型充填刮板输送机提升为SGZ800/200型充填刮板输送机，工作时链速由0.93米/秒提高至1.05米/秒，中部槽加宽，选取进口材质，紧凑链、刮板选取加强耐磨型……
王宏奇介绍，以电液节造系统为载体，操作人员在集控中心即可对支架远程操作。凭据工作面地质变动，电液节造系统不休调整优化后部刮板输送机落矸天窗开启的个数、功夫，捣实机构伸缩频次和摆梁千斤顶抬起高度；智能乳化液泵站自动化节造系统由 15 台设备组成，多泵联动、自动切换，实现了乳化液浓度在线实时监控、自动配比，水过滤精度始终节造在5微米以下。
吴俊说，自动充填技术是电液节造技术的延长。矸石充填率自动节造为2套图像复核双检验型计量系统，别离装置在运矸第4部皮带、原煤运输第1部皮带，通过实时监测运矸量及运煤量，保障工作面的矸石充填率达到85%以上，每班可削减用工4人到5人。
“我们这个工作面建设有39台矸石充填支架和2组端头支架、前后运输机、转载机以及自动化采煤机等设备，多项技术综合建成了整个采煤充填智能化系统。”检建班班长安延敏携带工友仔细巡检每台设备，不断感伤，“以前的知识、技术储蓄远远跟不上发展的脚步啦！”
采空区地面沉降始终节造在300毫米以内
投产20年来，邢东矿先后成功利用了巷路矸石充填、超高水充填、工作面矸石充填等多种充填开采技术；据河北省煤田地质局物测队陆续多年观测，邢东矿井田内采空区地面沉降始终节造在300毫米以内
矸石充填是利用煤矸石充填巷路或采空区，使巷路或采空区顶、底板得到有效节造，抑造地面塌陷的采煤步骤。
邢东矿地处晋城市区，环保压力迫使他们从建矿初期就独创了矸石充填的采煤工艺——把采煤伴生的矸石充填到井下巷路。这样做，不仅能把矸石“扑灭”在井下，还能有效预防线表下沉。据河北省煤田地质局物测队陆续多年观测，邢东矿井田内采空区地面沉降始终节造在300毫米以内。
投产 20 年来，邢东矿先后成功利用了巷路矸石充填、超高水充填、工作面矸石充填等多种充填开采技术。仅使用巷路矸石充填技术就累计实现充填巷46条，总长度20425米，充填矸石37.6万立方米，置换煤炭61.8万吨；建玉成国首个井下洗煤厂，洗出的矸石全数用于井下采空区回填。邢东矿突破了“有煤矿就有矸石山”的传统思想，成为全国第一家“采煤不见矸”的煤炭企业。充填开采技术获得中国煤炭工业科技进取奖，先后获得了5项国度发现专利。
“邢东矿井田领域内有大幼村庄11个，村庄及工业广场煤柱压煤量占全数储量的86%，建（构筑物）下压煤严沉。”吴红林说，如把这部门资源回收，就必须选取建下充填开采方式。
现阶段，邢东矿选取以高水充填开采为主、矸石充填开采为辅的建下充填开采方式。高水充填开采要使用大量的高水充填资料和充填袋等，固然在工艺上经过了优化改进，但仍需较高的开采成本；用于充填的矸石起源于处置井下筛分、岩巷掘进、整建，以矸定产，造约了矿井产量。
日前，国度出台的 《关于“十四五”大量固体拔除物综合利用的领导定见》中提出，到2025年煤矸石、粉煤灰等大量固废综合利用率要达到60%，存量大量固废要有序削减，并在煤炭行业推广“煤矸石井下充填+地面回填”，推进矸石减量。“这是莫大的鼓励，证明bwin.com路子是对的。”吴红林说。
若是满负荷出产，邢东矿自产的矸石，远远不能满足必要Ｋ伎嫉巾肥涮畛杀镜汀⒊尚Ш谩⒈；せ肪车忍氐，这次邢东矿设计智能化矸石充填工作面便选取矿表（晋城矿、东庞矿）矸石，结合井下自产矸石混合充填，并改进矸石充填工作面效能，达到矸石入井、固废减排的主张。
算经济账，也算环保账
除了煤矸石，他们的眼光还瞄向了构筑垃圾等固体废料，经过无害化处置，构筑垃圾也能成为很好的井下用充填资料
“此刻做梦都想着矸石。”贾金明说，“矿上依照充填1吨矸石13元的尺度为综采区结算月度工资总额。全矿的矸石都集中到我这儿，也只能满足一个班的出产，底子‘吃不鼓’。”
综采区有107名职工，每天1000多吨煤炭产量影响了职工收入。“急红眼”的贾金明带着“吃不鼓”的工友四处打零工，巷路扩助、卧底，兄弟单元装置、拆除设备。
“出大力还不挣钱。”每月工资只有5000多元的房晓亮抱怨着，也渴望着地面回料系统早日建成。“到那时，一个月万把块钱工资妥妥的。”贾金明说。
“依照精煤战术要求，邢东矿所产原煤经过汽运全数运往晋城矿、东庞矿洗煤厂精加工。以前回来是空车，系统建成后将拉回 2 个矿的矸石。”吴红林也在算账。他说，相比高水充填的资料成本，运输成本显然更易接受。
其实，在二内心还有一本大账——智能化矸石充填工艺解决了建下矸石充填采煤的瓶颈问题，为社会提供了可资借鉴的矸石处置步骤，削减了矸石对环境的传染；加强充填成效，有效节造地表移动变形，可宽泛利用于类似前提、类似矿井建下的充填开采；开创利用矿表矸石、使用投料孔投放井下的先河，解放大量呆滞煤炭资源，且分歧水平改善了充填成效，耽搁矿井服务年限 10 年。
据相识，邢东矿已实现地面对 11233 工作面所有设备的一键启停。动力、皮带、运输、地面矸石投料4个分控中心正处于严重的装置调试阶段。
下一步，左近东庞矿、晋城矿等地的矸石到位后，除满足 11233 工作面出产必要表，还会启发 1100 采区南翼的条带工作面煤柱新战场。
“到那时，充填开采的成本会更低，企业效益会更好。”吴红林泄漏，除了煤矸石，他们的眼光还瞄向了构筑垃圾等固体废料，经过无害化处置，构筑垃圾也能成为很好的井下用充填资料。
（本报记者 王海 通讯员 王印河）